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瀝青路面早期破損成因及預(yù)防措施

2007-09-25 08:34    【  【打印】【我要糾錯】

  瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便且適宜于分期修建等優(yōu)點,在公路與城市道路修建中已廣泛應(yīng)用。雖然瀝青路面設(shè)計是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計,但瀝青路面仍然存在設(shè)計年限內(nèi)發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。     

  瀝青路面的早期破損是指,在設(shè)計壽命期前1/4~1/3期間內(nèi),瀝青路面所發(fā)生如開裂、松散、變形及泛油、翻漿等各種形式的路面破損。瀝青路面的早期破損既影響交通運輸?shù)恼_\行,又造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。     

  瀝青路面早期破壞的成因比較復(fù)雜,涉及設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等方面。本文從工程施工的角度,主要討論施工及原材料方面的原因,以及根據(jù)成因應(yīng)采取的預(yù)防及改善措施。

  一、 施工方面的原因     

 。ㄒ唬┑鼗两。公路建設(shè)中,不可避免地有部分路段要穿過水田、沼澤、淤泥地段等軟土地基,路基修筑在軟土地基上時,對軟基的處理不徹底,或軟基地段處理后沒有沉降穩(wěn)定就進(jìn)行修筑瀝青路面,往往就會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷,從而導(dǎo)致瀝青路面破壞或不能正常使用。     

 。ǘ┞坊鶋簩嵅蛔恪B坊鶋簩嵤锹坊┕み^程中的重要工序,亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)的技術(shù)措施之一。土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù)。壓實的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基壓實度不足,出現(xiàn)不均勻沉陷,則會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實不足)。在所通車的各級公路中,“橋頭跳車”是一個普遍存在的質(zhì)量通病,就主要是由于橋臺與路基銜接處壓路機(jī)碾壓不到位,造成局部路段路基壓實度不足而出現(xiàn)路面坑洞、橫裂,從而出現(xiàn)橋頭沉陷、跳車等現(xiàn)象。

 。ㄈ┞访婊鶎邮┕べ|(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度、造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,半剛性基層沒有合理的齡期,或基層施工粗糙,使得基層(底基層)質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)狀開裂破壞,若反射到面層,即為面層出現(xiàn)網(wǎng)狀開裂。水從裂縫處下滲到路基中,在行車荷載作用下會出現(xiàn)唧泥,造成瀝青面層的早期破損。    

 。ㄋ模r青面層本身的破壞。這是造成瀝青面層早期破損的主要原因,根據(jù)影響因素又分以下幾種情況   

  1.由于水產(chǎn)生的破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面早期破壞有:瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水。瀝青面層中水的來源有地面降水和路基中擠上來的水,或者大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去,這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下,瀝青面層容易產(chǎn)生破壞。同時由于施工時壓實度達(dá)不到要求,使瀝青混合料空隙率過大,瀝青面層中的水無法排出,瀝青混合料在飽水后石料與瀝青粘附力降低,易發(fā)生剝落、松散、從而降低瀝青路面的抗剪強(qiáng)度。

  2.由于瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細(xì)集料偏少,則不易壓實,礦料與瀝青的粘結(jié)力小,抗剪強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多,粗集料偏少,熱穩(wěn)定性差,則容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。

  而在施工中運輸和攤鋪過程都很容易造成粗細(xì)顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料,從拌和機(jī)向運料汽車上放料時,由于落高大,易出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運料車上倒入攤鋪機(jī)受料斗時,還可能會再次出現(xiàn)離析。    

  3.瀝青混凝土鋪裝層偏薄。在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時,有的設(shè)計橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小于5cm;加上其層間不按規(guī)定均勻灑布粘層油,使得汽車高速行駛時,輪胎后產(chǎn)生真空吸力,在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)坑洞。

  4.瀝青被油溶解。在施工過程中由于施工機(jī)械在路面上停留而漏油,會造成瀝青被柴油溶解,使瀝青與礦料之間粘結(jié)力降低,使路面產(chǎn)生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。     

  5.瀝青面層的壓實度偏低。     

  瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實度的大小直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。有些單位在施工時對壓實度的重要性認(rèn)識不足,片面追求平整度,而放松了對壓實度的控制。通車后平整度迅速衰減,面層變形明顯。應(yīng)該明確,平整度固然重要,但壓實度更重要,必須在確保壓實度的前提下來提高平整度。     

  二、原材料原因

 。ㄒ唬┧褂玫臑r青性能不過關(guān)。瀝青路面鋪筑所使用的瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的符合材料。要求瀝青材料具有優(yōu)良的粘結(jié)力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。另外,隨著國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,公路運輸超、重載現(xiàn)象嚴(yán)重,對瀝青材料的性能提出更高的要求。瀝青材料性能不過關(guān)是瀝青路面早期破損的主要原因之一,普通瀝青已不能完全適應(yīng)形勢發(fā)展的需要,目前修建的高等級公路及城市道路的瀝青路面已開始使用改性瀝青。

 。ǘ┧槭膲核橹怠⒛ズ闹挡环弦,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。     

 。ㄈ┑V粉(填料)的細(xì)度對瀝青混合料質(zhì)量至關(guān)重要,瀝青與礦粉的交互作用影響瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。礦粉粒度小,比表面積大,其比表面積約占礦料比表面積的80%,當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時的礦粉平均粒徑增大一倍時,則礦粉比表面積是原比表面積的1/4.這樣,就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面交互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青,而形成了較多的自由瀝青,降低了瀝青與礦料之間的粘結(jié)力,在行車荷載的作用下形成泛油,因此控制礦粉的質(zhì)量十分重要。而目前,礦粉的質(zhì)量很不穩(wěn)定,往往粗細(xì)不均勻,甚至潮濕結(jié)團(tuán);或由于礦粉運至工地后,防雨防潮措施不良,造成礦粉潮濕、結(jié)團(tuán)。而在拌和機(jī)內(nèi),礦粉是不加熱的,造成瀝青與礦粉拌和不均勻,影響瀝青混合料質(zhì)量。

  通過以上的分析,對瀝青路面早期破損可采取以下的預(yù)防措施:

  一、地基沉降預(yù)防措施

  軟土地基的排水固結(jié)是比較長的過程,因此,對軟土地基,一方面要根據(jù)軟基情況采用可行方案進(jìn)行認(rèn)真的加固整治,一方面要留有比較長的沉降時間,可將軟土地段瀝青路面施工安排在最后,特別是對采用砂墊層、打塑料排水板等方法進(jìn)行軟基處理的地段,填土后要埋設(shè)沉降觀測設(shè)備,定期進(jìn)行觀測,待地基的沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工! 

  二、路基及路面基層施工的預(yù)防措施 

  保證路基壓實度符合規(guī)范要求,為消除橋頭沉陷,對橋頭部分填土,可用整體性好的材料如石灰土、二灰(石灰與粉煤灰)混合料、無砂大孔砼填筑。確保路面基層的施工質(zhì)量,半剛性基層要在足夠的齡期后才能進(jìn)行瀝青面層的施工。

  三、 瀝青路面施工的預(yù)防措施

  (一)嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量,拌合過程中發(fā)現(xiàn)“糊料”或“離析”等異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理;加大馬歇爾試驗頻率,嚴(yán)格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo),必要時對混合料進(jìn)行特殊配合比設(shè)計。     

 。ǘ┰O(shè)置瀝青混合料成品料倉,控制成品料倉料位,防止卸料離析。     

 。ㄈ┨岣呙鎸訑備佡|(zhì)量。在攤鋪混合料時,運距不能過遠(yuǎn),攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃~160℃為宜,攤鋪厚度均勻,保證瀝青面層的壓實度,壓實設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套,速度控制在2m/min左右,碾壓遍數(shù)不能太少,以免混合料孔隙過大;一般不能進(jìn)行補(bǔ)料,尤其是下面層;基層雨后潮濕未干,不得攤鋪,更不得冒雨攤鋪;縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順,各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。     

 。ㄋ模⿲蛎驿佈b層應(yīng)按正常路段的上面層與中面層厚度進(jìn)行設(shè)計,在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時,按規(guī)定灑布粘層瀝青!  

  (五)施工機(jī)械在已鋪好的瀝青路面上停留,應(yīng)在機(jī)械下面鋪墊塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。

  四、原材料及管理措施  

 。ㄒ唬┘訌(qiáng)原材料的檢驗工作,對質(zhì)量不符合要求的材料,絕不能使用,并不準(zhǔn)運入工地,已運入工地的,必須限期清除出場。同時施工單位質(zhì)量保證體系對每批進(jìn)場材料進(jìn)行檢查,對材料的數(shù)量、供應(yīng)來源、儲存堆放進(jìn)行標(biāo)識清楚!  

 。ǘ┗旒系墓橇蠎(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確;旌狭系目箘兟湫阅,同時應(yīng)盡量降低骨料的含水量;旌狭鲜褂玫牡V粉要進(jìn)行搭棚存放,作好防雨防潮措施。    

 。ㄈ┘訌(qiáng)瀝青混合料材料配合比的控制,施工單位自檢體系要嚴(yán)格控制材料規(guī)格、用量和礦料級配組成及瀝青用量。

 。ㄋ模┦┕で皺z查設(shè)備,在瀝青路面施工前,施工單位要配合監(jiān)理對拌和廠、攤鋪、壓實等施工機(jī)械設(shè)備的配套情況、性能、計量精度等進(jìn)行嚴(yán)格檢查,對不符合要求的機(jī)械設(shè)備,應(yīng)進(jìn)行更換,直至符合要求。     

  路面早期破損已成為瀝青路面的主要危害之一,在工程施工中根據(jù)其成因從路基、基層施工、瀝青面層施工到原材料控制,有針對性地采取一系列預(yù)防和改善措施,同時按全面質(zhì)量管理的要求,建立健全有效的質(zhì)量保證體系,對施工全過程,每道工序的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、控制,才能減少瀝青路面早期破損的發(fā)生,從而提高瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量。

延伸閱讀:瀝青 路面 早期
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